[发明专利]一种利用多跳未知节点邻居来提高定位精度的定位方法

摘要

本发明公开了一种未知节点利用多跳节点缩小其可能位置区域的定位方法，大体思路为：未知节点利用其锚点邻居和未知节点邻居相对于自己的虚拟通信圆以及锚点邻居和未知节点邻居的必然通信圆分别与未知节点的当前可能位置区域之间的位置关系来不断缩小未知节点的可能位置区域。未知节点遍历所有锚点邻居后，再遍历所有未知节点邻居，当未知节点的可能位置区域不再变化时，计算出此时未知节点的可能位置区域的质心作为未知节点的估计位置。本发明利用了网络中所有多跳节点来进行未知节点的可能位置区域的消除，有效地提高了定位精度；本发明基于对凸多边形的运算，计算量小，可以有效减小节点及网络的能量消耗，延长网络的生命周期。

主权项

一种利用多跳未知节点邻居来提高定位精度的定位方法，包括以下步骤：步骤一、未知节点搜集网络中其他未知节点邻居的当前可能位置区域信息以及距离自己的跳数信息；步骤二、未知节点按照每个未知节点邻居到自己的跳数从小到大的顺序依次遍历自己的所有未知节点邻居，未知节点对每个未知节点邻居的处理过程具体如下：A、求出未知节点邻居相对于未知节点的当前虚拟通信圆；B、若该虚拟通信圆与未知节点的当前可能位置区域有部分交集，则继续执行步骤二的C步骤，若该虚拟通信圆包含未知节点的当前可能位置区域，则不做任何处理，直接跳到下一个未知节点邻居；C、找到未知节点的当前可能位置区域位于该虚拟通信圆外的所有顶点并将这些顶点与虚拟通信圆的圆心分别连接成直线；D、通过这些直线与虚拟通信圆的交点作虚拟通信圆的切线，这些切线分别将未知节点的当前可能位置区域切分为两部分；E、未知节点分别以这些切线为界，消除远离该虚拟通信圆的当前可能位置区域的部分，将剩余部分作为更新后的当前可能位置区域；步骤三、未知节点按照每个未知节点邻居到自己的跳数从小到大的顺序依次遍历自己的所有跳数大于1的未知节点邻居，未知节点对每个未知节点邻居的处理过程具体如下：A、未知节点根据自己的当前可能位置区域求出当前可能位置圆，并求出未知节点邻居的必然通信圆；B、若该必然通信圆与未知节点的当前可能位置区域有交集区域，则执行步骤三的C步骤，若该必然通信圆与未知节点的当前可能位置区域无交集区域，则不做任何处理，直接跳到下一个未知节点邻居；C、求出该必然通信圆与未知节点的当前可能位置圆的两个交点所在直线，该直线将未知节点的当前可能位置区域切分成两部分；D、消除靠近必然通信圆的当前可能位置区域的部分，将剩余部分作为更新后的当前可能位置区域；步骤四、未知节点将自己更新后的当前可能位置区域广播给其他未知节点邻居，其他未知节点邻居根据本未知节点当前的可能位置区域更新自己的可能位置区域，然后再分别将结果广播给本未知节点，如此反复计算，一直到网络中所有未知节点的可能位置区域不再变化；步骤五、未知节点计算最后得到的可能位置区域的质心坐标，作为该未知节点的估计位置；未知节点邻居相对于未知节点的虚拟通信圆：圆心为未知节点邻居的当前坐标位置，半径为该未知节点邻居的可能通信圆的半径加上集合中所有节点的最大通信半径的累加和；未知节点的可能通信圆：圆心为未知节点的当前坐标位置，半径为该未知节点的最大通信半径；集合：从未知节点邻居A_s(1≤s≤m)到未知节点U_d(m+1≤d≤n)所经过的跳数最少的路径上的未知节点的集合，包括中间经过的全部未知节点但不包括作为起始节点的U_d节点和作为目的节点的A_s节点；n为网络中节点总数量，m为其中的锚点数量。